水体与空气中病毒的富集与检测

崔冶

摘 要：人们赖以生存的空气和水体的质量对人类的健康存在巨大影响，空气和水体环境中存在着大量的微生物，其中有些是致病的，所以有必要对水体和空气中致病微生物进行检测，以更好地处理和净化环境。水体和空气中微生物的含量很低，所以检测前需要富集，以便准确高效地检测病毒。本文介绍了水体和空气中病毒的富集及检测方法。

關键词：环境病毒；富集；检测

人的生存离不开空气，每个人平均每天需要吸入10～12m3的空气。空气中包含着各种类型的微生物，这些微生物有些是致病性的。空气中病菌传播的途径有尘埃、飞沫、飞沫核等，许多呼吸道传染病都与空气有关。与空气相同，人类生命的维持离不开水，而水体也是病毒等病原微生物存活的主要场所，通过水体中病毒传播造成的疾病有急性肠胃炎、结膜炎等，水体传播的病毒主要为肠道病毒。空气和水体是病毒传播的主要媒介，空气与水体中病毒的监测与治理在传染病的控制中占据了重要的位置。下面来介绍空气和水体中病毒的监测与治理方法。

1 环境中病毒的富集

1.1 空气中病毒的富集

在微生物浓度较高的空气环境中检测时精度较高。在一般的空气或微生物浓度很低的空气中，则需要在采样装置中将微生物富集后检测以提高检测精度。空气中病毒的富集方法主要有以下几种。

（1）滤膜过滤法

滤膜过滤法常用在环境空气中浓缩病毒，在处理病毒时具有很高的截留率，能够连续处理样品，选择性好、高效等优点使其在饮用水消毒、空气净化等方面拥有良好前景。聚四氟乙烯病毒滤膜的出现进一步推动了滤膜过滤法检测空气中极低含量的病毒，并且在这个过程中核算提取和PVR扩增。

（2）静电沉降法

Mainelis等认为静电场采样设备可以最大限度地维持生物气溶胶的物理完整性，而且生物体复苏技术的可靠性高于液体撞击式采样器。最新研发的静电场采样器，其浓缩空气倍数更高，而且对病原微生物的捕捉效率更高，能够维持微生物的活性。静电场采样仪器的现实应用性强，工作效率高于其他仪器，对空气中极低浓度的病原微生物检测具有优势。

（3）自然沉降法

自然沉降法的原理是使在空气中悬浮的微生物物质依靠重力自然沉降到采样皿的琼脂培养基面上，所以自然沉降法又称为沉降平板法。自然沉降法需要的实验条件最简单、便宜，但是由于受到外界条件的限制，很容易出现较大误差，沉降的效率也较低[1]。

1.2 水体中病毒的富集

水体与空气中的有害病毒的浓度是很低的，一般的检测工作是对大量样品中的病毒进行富集浓缩。水体中病毒的富集方法常用的有以下几种。

（1）絮凝沉淀法

絮凝沉淀法是将调节好pH值的水体中加入氧化铝、氢氧化铝、磷酸钙等絮凝剂，形成絮凝沉淀后，病毒与絮凝沉淀结合浓缩，最后收集沉淀并用碱液洗脱即可。除了常见的无机絮凝剂、有机絮凝剂外，糖、蛋白质、纤维素等生物絮凝剂在近些年的发展中日益兴起。

（2）吸附-洗脱法

吸附-洗脱法是利用各种吸附剂吸附病毒，再使用一定量的洗脱剂洗脱下来，在水环境病毒的富集检测和污水净化等方面应用广泛。吸附-洗脱法装置简单，单次处理样品量大，病毒回收率高，成本低。

（3）超过滤法

超过滤法是利用一定的压力驱使水样通过特定材料的滤芯，这种特定材料只能允许水和低分子的物质通过，能够浓缩大范围的病毒，因为在这个过程中没有酸化水样或掺入多价阳离子，所以相比其他方法，病毒吸附而产生的量最少。由于滤芯孔径很小，水样通过滤芯时容易堵塞，所以耗时较长、效率较低[2]。

2 环境病毒的检测

2.1 细胞培养法

标明病毒浓缩物感染性的最佳方式是采用特定的宿主细胞培养病毒，且可以进行病毒的分离与鉴定，不过此方法的使用条件较为苛刻，其需要特定的培养细胞、对实验室硬件设施要求高，实验费用昂贵且实验耗时过长。即便如此，细胞培养法仍是检测病毒感染的最直接方式，其适用于病毒的分离及病毒滴度检测。细胞培养法与PCR法集成可从样品中迅速检测到感染性的微量病毒。

2.2 免疫学法

免疫学法是一种用于检测特异性病毒抗原或抗体存在的广泛手段，其原理是运用抗原-抗体之间反应的高度特异性，特点是特异性强、灵敏度高并且操作较为方便。例如，采用辣根过氧化物酶标记抗体，抗原与抗体结合后加入显色物质会出现特定的显色反应，是检测抗体的重要手段。

免疫荧光实验采用荧光素对水体和空气中的病毒抗原或抗体标记进行检测，这种方法需要将病毒固定以及采用特定的荧光显微镜。与其他血清学实验比较，病毒经分离后采用荧光抗体染色更为简单快捷，且可以定性和定量检测。

2.3 PCR法

PCR法是病毒检测的通用方法，其具有反应灵敏、较高的特异性、快捷方便的特点，被用于检测水体中多种病毒。其可以检测河流水体、海洋水体等水环境中的水样，同时对娱乐场所与居民日常生活用水的病毒也有广泛的适用性，是不同水环境中微生物和病毒病原体快捷、灵敏的检测方法。

除了上述3种常用方法外，还有巢式或半巢式PCR、PCR与ELISA联用、电泳、RT-PCR法等检测方法，实际检测工作中，可以根据不同水体与空气的检测要求选择合适的病毒检测手段。

3 结论

空气和水环境病毒进行快速检测应在监控环境安全方面发挥重要作用。空气环境病毒富集常用滤膜过滤法、自然沉降法、静电沉降法等，水体中病毒富集可以采用超过滤法、絮凝沉淀法、吸附-洗脱法等，每种方法都有各自的优势和限制。PCR法、细胞培养法、免疫学法以及其他许多方法都可作为环境病毒检测的手段。

参考文献

[1]陈军红，周志军，张林，等.空气和水环境中病毒的富集与检测研究进展[J].中国公共卫生，2005，21（4）：502-504.

[2]吴楚，吴宗斌.水中病毒的检测方法研究[J].现代农业科学，2008（8）：48-50.